专利摘要:
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ständer und einen Läufer für eine hydrodynamische Bremse. Der Läufer (2) umfasst einen Körper mit einer ringförmigen Aussparung (5), welche eine Mehrzahl von Schaufeln (6) aufweist. Die Schaufeln (6) sind so verteilt, dass zumindest zwei verschiedene Winkelabstände zwischen benachbarten Schaufeln (6) in der ringförmigen Aussparung (5) vorkommen. Der Ständer (1) umfasst ebenfalls einen Körper mit einer ringförmigen Aussparung, welche eine Mehrzahl von Schaufeln (4) aufweist. Die Schaufeln (4) sind auch hier so verteilt, dass zumindest zwei verschiedene Winkelabstände zwischen benachbarten Schaufeln (4) in der ringförmigen Aussparung (3) vorkommen. Durch den Einsatz eines derartigen Läufers (2) oder eines derartigen Ständers (1) in einer hydrodynamischen Bremse wird ein geringerer Geräuschpegel erhalten.
公开号:DE102004006760A1
申请号:DE200410006760
申请日:2004-02-11
公开日:2004-08-26
发明作者:Torger Hagen
申请人:Scania CV AB;
IPC主号:B60T10-02
专利说明:
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einenLäufer undeinen Ständerfür einehydrodynamische Bremse der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw.6 angegebenen Arten.
[0002] Zusatzbremsen in Form hydrodynamischer Retarderkommen häufigbei schweren Fahrzeugen zum Einsatz. Ein hydrodynamischer Retarderumfasst einen Läuferund zumindest einen Ständer. Ständer undLäuferumfassen je eine ringförmige Aussparungmit einer Reihe von Schaufeln, die gleichmäßig entlang der jeweiligenringförmigenAussparung verteilt angeordnet sind. In einem montierten Zustandsind Ständerund Läuferkoaxial zueinander angeordnet, so dass die Aussparungen des Ständers unddes Läuferszusammen einen ringförmigen Raumbilden. Wenn der Retarder aktiviert wird, wird Hydraulikflüssigkeitin den ringförmigenRaum eingeleitet. Das zugeführte Öl befindetsich durch die Schaufeln des Läufersund Ständersin einem Umlauf mit hoher Geschwindigkeit zwischen dem Läufer und demStänder.Die Schaufeln des Läuferssind so angeordnet, dass das Öldarauf in einem Winkel auftrifft, durch den eine bestmögliche Bremswirkungerhalten wird.
[0003] In Verbindung mit dem Einsatz hydrodynamischerRetarder in Fahrzeugen besteht das Bestreben, das vom Retarder erzeugteBetriebsgeräusch zureduzieren. Das Betriebsgeräuscheines hydrodynamischen Retarders wird im Allgemeinen als sehr störend empfunden.
[0004] Der Zweck der vorliegenden Erfindungbesteht darin, einen Läuferund einen Ständereiner hydrodynamischen Bremse bereitzustellen, welche während desBetriebs in einer hydrodynamischen Bremse ein erheblich wenigerstörendesGeräusch erzeugtals ein Läuferund ein Ständerkonventioneller Ausführung.
[0005] Der vorstehend angegebene Zweck wird durchden Läuferder eingangs genannten Art durch die im Anspruch 1 genannten Merkmaleerfüllt.Bei Messungen des Geräuschesvon hydrodynamischen Retardern ist festgestellt worden, dass indiesem Geräuschein Geräuschmit einer spezifischen Frequenz überwiegt,Dieses Auftreten eines vorwiegenden Geräuschs mit einer spezifischenFrequenz dürftedarauf zurückzuführen sein,dass die Schaufeln des Läufersund des Ständersgleichmäßig entlangder jeweiligen ringförmigenAussparungen angeordnet sind. Dadurch werden sich sämtlicheLäuferschaufelnin ein und demselben Augenblick an einer jeweils gegenüberliegendenStänderschaufelvorbeibewegen. In Verbindung mit solchen Schaufelbewegungen, diein regelmäßigen Zeitabständen auftreten, wirdein Geräuscherzeugt, das eine spezifische Frequenz aufweist, die von der AnzahlSchaufeln und der Drehgeschwindigkeit des Läufers abhängig ist. Durch eine Verteilungder einander benachbarten Schaufeln mit zumindest zwei unterschiedlichenWinkelabständenim Verhältniszueinander wird eine ungleichmäßige Verteilungder Schaufeln in der Aussparung erhalten. Dadurch werden sich zumindest nichtalle Läuferschaufelnjeweils gleichzeitig an einer korrespondierenden gegenüberliegendenStänderschaufelvorbeibewegen. Auf diese Weise wird beim Vorbeibewegen der Schaufelnaneinander ein Geräuscherzeugt, das eine Verteilung übermehr als eine Frequenz aufweist. Ein solches Geräusch, das sich aus mehrerenFrequenzen zusammensetzt, wird als weniger störend empfunden als ein Geräusch, dasim Wesentlichen aus einem durchdringenden reinen Ton besteht. Auchder Gesamtschallpegel eines solchen Geräuschs, das aus mehreren Frequenzen zusammengesetztist, wird als niedriger empfunden als der eines reinen Tons.
[0006] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform derErfindung variiert der genannte unterschiedliche Winkelabstand inder Aussparung zwischen einander benachbarten Schaufeln nach einemvorgegebenen Muster. Vorzugsweise bietet ein derartiges vorgegebenesMuster eine solche Anordnung der Schaufeln des Läufers, dass nur eine geringeAnzahl von Läuferschaufelnsich zu ein und demselben Zeitpunkt an den korrespondierenden gegenüberliegendenStänderschaufelnvorbeibewegt. Das Geräuschkann dabei übereine großeAnzahl unterschiedlicher Frequenzen verteilt werden, wodurch dieIntensitätdes Geräuschsund dessen störendeEigenschaft zusätzlichverringert wird.
[0007] Gemäß einer weiteren bevorzugtenAusführungsformder Erfindung umfasst der Läufern Schaufeln in der Aussparung, wobei die Winkelabstände zwischenden einander benachbarten Schaufeln im Bereich 360°/n±6° liegen.Bei einem Läufermit n Schaufeln sollte sich der Winkelabstand zwischen den einanderbenachbarten Schaufeln nicht übermäßig voneinem durchschnittlichen Winkelabstand unterscheiden, der somit360°/n beträgt. Vorallem sollte der Winkelabstand nicht übermäßig groß gewählt werden, da andernfallsdie Kapazitätdes Läufersherabgesetzt werden kann. Vorzugsweise weicht der Winkelabstandzwischen einander benachbarten Schaufeln von 360°/n in den Fällen ab, wenn vorgesehen ist,dass der Läufermit einem konventionellen Ständerarbeitet. Ein konventioneller Ständer,der mit n Schaufeln versehen ist, hat einen konstanten Winkelabstandvon 360°/nzwischen benachbarten Schaufeln. Durch Vermeiden dieses Winkelabstands zwischenden Schaufeln des Läuferswird vermieden, dass zwei benachbarte Läuferschaufeln zumindest zuein und demselben Zeitpunkt sich an den korrespondierenden gegenüberliegendenStänderschaufelnvorbeibewegen. Dadurch wird verhindert, dass benachbarte Läuferschaufelnein Geräuschvon gleicher Frequenz erzeugen.
[0008] Gemäß einer weiteren bevorzugtenAusführungsformdes Läufersliegt die Anzahl Schaufeln im Bereich zwischen 17 und 21. KonventionelleLäufer miteinem konstanten Winkelabstand zwischen den Schaufeln haben gegenwärtig einenDurchmesser, bei dem es vorteilhaft ist, 17, 19 oder 21 Schaufeln anzuwenden.Die Verwendung der gleichen Anzahl an Schaufeln bei Läufern mitvariierendem Winkelabstand zwischen den Schaufeln dürfte ebenfallsvorteilhaft sein.
[0009] Der vorstehend angegebene Zweck wird auchdurch den Ständerder eingangs bezeichneten Art durch die im Anspruch 6 genanntenMerkmale erfüllt.Eine alternative Lösungzur Reduzierung des Geräuschsvon einem hydrodynamischen Retarder besteht in der Anordnung derbenachbarten Schaufeln des Ständersin unterschiedlichen Winkelabständenin der ringförmigenAussparung des Ständers. Während desBetriebs einer hydrodynamischen Bremse, die mit einem solchen Ständer undeinem konventionellen Läuferausgestattet ist, welcher einen konstanten Winkelabstand zwischenbenachbarten Läuferschaufelnaufweist, wird ebenfalls erreicht, dass sich die Läuferschaufelnzu mehreren verschiedenen Zeitpunkten an korrespondierenden gegenüberliegendenStänderschaufelnvorbeibewegen. Währenddes Betriebs einer hydrodynamischen Bremse mit einem derartigenStänderwird somit ebenfalls verhindert, dass ein auftretendes Geräusch innerhalbeiner spezifischen Frequenz erzeugt wird.
[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform derEndung variieren die genannten unterschiedlichen Winkelabstände zwischenbenachbarten Schaufeln in der Aussparung beim Ständer nach einem vorgegebenenMuster. Die Herstellung eines solchen Ständers vereinfacht sich dadurch.Vorzugsweise umfasst der Ständern Schaufeln in der Aussparung und vorzugsweise liegt der Winkelabstand zwischenbenachbarten Schaufeln im Bereich 360°/n±6°. In Entsprechung zu dem Läufer sollten übermäßig große Winkelabstände zwischenden Schaufeln vermieden werden, da sich hierdurch die Kapazität der hydrodynamischenBremse verringern kann. Wenn der Ständer zu sammen mit einem konventionellen,konstante Winkelabständezwischen benachbarten Schaufeln aufweisenden Läufer benutzt wird, ist es zweckmäßig, diesenkonstanten Winkelabstand beim Ständerzu vermeiden. Bei einer Anzahl von n Schaufeln beträgt der konstanteWinkelabstand zwischen den Schaufeln des Läufers 360°/n. Durch eine Anordnung derSchaufeln des Ständersauf solche Art, dass der Winkelabstand zwischen benachbarten Schaufelnsich vom konstanten Winkelabstand der Läuferschaufeln unterscheidet, wirdzumindest verhindert, dass zwei benachbarte Läuferschaufeln sich zu ein unddemselben Zeitpunkt an gegenüberliegendenStänderschaufelnvorbeibewegen. Vorzugsweise liegt die Anzahl Ständerschaufeln im Bereich 17bis 21, d.h. es handelt sich um die gleiche Anzahl wie bei einemkonventionellen Ständer.
[0011] Ein deutlich weniger störendes Geräusch wirdsomit erzeugt, wenn eine hydrodynamische Bremse einen Läufer, wievorstehend beschrieben, und einen konventionellen, einen konstantenWinkelabstand zwischen den benachbarten Schaufeln aufweisenden Ständer aufweist.Alternativ kann eine hydrodynamische Bremse einen Ständer, wievorstehend beschrieben, umfassen und einen konventionellen, einenkonstanten Winkelabstand zwischen den benachbarten Schaufeln aufweisendenLäufer aufweisen.Selbstverständlichkann eine hydrodynamische Bremse, die ein weniger störendes Geräusch erzeugtals eine konventionelle hydrodynamische Bremse, auch einen Läufer undeinen Ständerumfassen, die beide eine ungleichmäßige Schaufelverteilung aufweisen.
[0012] Nachstehend folgt eine Beschreibungeiner bevorzugten Ausführungsformder Erfindung unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnung, in der:
[0013] 1 einehydrodynamische Bremse zeigt;
[0014] 2 einenLäufergemäß der vorliegenden Erfindungzeigt;
[0015] 3 einenStändergemäß der vorliegendenErfindung zeigt.
[0016] In 1 isteine hydrodynamische Bremse in Form eines hydrodynamischen Retardersfür ein Kraftfahrzeugdargestellt. Der Retarder umfasst einen Ständer 1 und einen Läufer 2.Der Ständer 1 weisteine ringförmigeAussparung 3 auf, welche eine Mehrzahl von Schaufeln 4 aufweist.Der Läufer 2 ist entsprechendausgebildet und mit einer ringförmigen Aussparung 5 versehen,die eine Mehrzahl von Schaufeln 6 aufweist. Die Aussparungen 3, 5 des Ständers 1 bzw.Läufers 2 sindkoaxial zueinander auf solche Weise angeordnet, dass sie zusammeneinen ringförmigenRaum 7 bilden. Der Ständer 1 istan einer stationärenFlächeam Fahrzeug befestigt. Der Läufer 2 umfassteinen Wellenabschnitt 8, welcher mit einer drehbaren Welle 9 verbundenist. Die drehbare Welle 9 ist ihrerseits mit einer Antriebswelleim Antriebsstrang des Fahrzeugs verbunden. Der Läufer 2 wird somitsynchron mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs angetrieben.
[0017] Um eine Bremswirkung durch den Retarder zuerhalten, ist ein Medium in Form einer geeigneten Hydraulikflüssigkeitvorhanden, das bei Aktivierung der Bremse in den ringförmigen Raum 7 eingeleitet wird.Die Hydraulikflüssigkeitwird durch eine Mehrzahl hier nicht abgebildeter Öffnungenim Ständer 1 eingeleitet.Währendeines Bremsvorgangs des Retarders wird die Hydraulikflüssigkeitdurch die Schaufeln 4, 6 des Ständers 1 bzw.Läufers 2 mithoher Geschwindigkeit zwischen dem Ständer 1 und dem Läufer 2 inUmlauf gebracht. Die Schaufeln 6 des Läufers haben eine derartigeWinkelstellung, dass die Hydraulikflüssigkeit in einer solchen Richtungdarauf auftrifft, dass eine im Wesentlichen bestmögliche Bremswirkungdes Läufers 2 erhaltenwird. Die Bremsung des Läufers 2 resultiertin einer entsprechenden Bremsung des Antriebsstrangs des Fahrzeugsund der Antriebsräder,die mit dem Antriebsstrang verbunden sind. Wenn der Retarder nichtmehr aktiviert ist, wird die verbliebene Hydraulikflüssigkeit über eineReihe von nicht abgebildeten Öffnungenaus dem ringförmigenRaum 7 abgeleitet. Hierbei handelt es sich um herkömmlicheTechnik in Verbindung mit dem Einsatz eines Retarders, die deshalbhier nicht näherbeschrieben wird.
[0018] In Verbindung mit dem Einsatz eineshydrodynamischen Retarders besteht der Wunsch, das vom Retarderwährenddessen Aktivierung erzeugte Geräuschzu reduzieren. Es ist festgestellt worden, dass das Geräusch voneinem konventionellen Retarder ein hervortretendes Geräusch inForm eines durchdringenden Tons umfasst. Dieses hervortretende Geräusch dürfte seineErklärungdarin haben, dass konventionelle Läuferschaufeln 6 undStänderschaufeln 4 gleichmäßig in ihrenringförmigenAussparungen 3, 5 angeordnet sind. Dies führt mitsich, dass sämtlicheLäuferschaufeln 6 inregelmäßigen Zeitabständen sichgleichmäßig an einergegenüberliegendenStänderschaufel 4 vorbeibewegen.Hierbei wird ein Geräuscherzeugt, das eine spezifische Frequenz aufweist, welche von derAnzahl der Schaufeln des Läufersund der Drehzahl des Läufersabhängt. Konkretausgedrücktbedeutet dies: Das bei einer spezifischen Frequenz auftretende Geräusch wird somitbei einer hohen Läuferdrehzahlhochfrequenter als bei einer niedrigeren Läuferdrehzahl.
[0019] In 2 istein Läufergemäß der vorliegendenErfindung dargestellt. Der Läuferumfasst in diesem Fall 19 Schaufeln 6, die mitvier unterschiedlichen Winkelabständen im Verhältnis zubenachbarten Schaufeln 6 verteilt sind. Die Schaufeln 6 sind hierinnerhalb von vier Sektorwinkeln verteilt, von denen acht einenWinkel von 17°,sieben einen Winkel von 19°,zwei einen Winkel von 21° undzwei einen Winkel von 24,5° aufweisen.Die Sektorwinkel sind hier in der ringförmigen Aussparung 5 ineinem solchen Muster verteilt, dass die entsprechenden Sektorwinkelim Wesentlichen auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Läufers 2 vorkommen.Bei einer Anzahl von 19 Schaufeln beträgt der durchschnittliche Winkelabstandzwischen aneinandergrenzenden Schaufeln 6 etwa 19°. Um dieguten Bremseigenschaften des Läufers 2 beizubehalten, solltejedoch der Winkelabstand zwischen den Schaufeln 6 nichtzu stark vom durchschnittlichen Winkelabstand abweichen. Wenn einsolcher Läufer 2 zusammenmit einem konventionellen Ständer 1 mit19 in einem gleichmäßigen Winkelabstandvon ca. 19° inder Aussparung 3 angeordneten Schaufeln zum Einsatz kommt,werden sich die Läuferschaufeln 6 zueiner Reihe von unterschiedlichen Zeitpunkten an den gegenüberliegendenStänderschaufelnvorbeibewegen. Dadurch wird beim Betrieb des Läufers 2 ein Geräusch erzeugt,das eine Streuung über mehrereFrequenzen aufweist. Ein solches zusammengesetztes Geräusch wirdals angenehmer empfunden als ein Geräusch, das im Wesentlichen aus einemreinen, durchdringenden Ton besteht. Ein solches Geräusch besitztempfindungsgemäß auch einendeutlich niedrigeren Gesamtschallpegel als ein im Wesentlichen monofrequentesGeräusch.
[0020] Die Läuferschaufeln 6 umfassenauch innere Anfasungen 6a. Solche Anfasungen verringerndie Gefahr einer Kavitation der Hydraulikflüssigkeit, wenn diese auf dieLäuferschaufeln 6 auftrifft.Eine Kavitation des Mediums tritt dann auf, wenn der Druck den Dampfdruckdes Mediums unterschreitet, so dass das Medium vorübergehendin Gasform übergehtund Gasblasen bildet. Wenn der Druck dann erneut auf ein Niveau über demDampfdruckniveau ansteigt, kondensiert das Medium und die Gasblasenkollabieren, was kräftigeDruckstöße zur Folgehat. Durch die Anfasungen 6a wird die Gefahr einer Kavitationund störenderGeräuscheim Wesentlichen ausgeschaltet.
[0021] In 3 istein Ständer 1 gemäß der vorliegendenErfindung dargestellt. Der Ständer 1 umfasst indiesem Fall 19 Schaufeln 4, die mit drei unterschiedlichenWinkelabständenim Verhältniszu benachbarten Schaufeln 4 in der Aussparung 3 verteilt sind.
[0022] Die Schaufeln 4 sind hierinnerhalb von vier Sektorwinkeln verteilt, von denen neun einenWinkel von 17°,drei einen Winkel von 20° undsieben einen Winkel von 21° aufweisen.Die Sektorwinkel sind hier nach einem Muster verteilt, bei dem diekleineren Sektorwinkel von 17° imWesentlichen auf der einen Seite des Ständers 1 angeordnetsind, währenddie größeren Sektorwinkelvon 21° aufder gegenüberliegendenSeite des Ständers 1 angeordnetsind. Wenn dieser Ständer 1 zusammenmit einem konventionellen Läufermit einem konstanten durchschnittlichen Winkelabstand von 19° zum Einsatzkommt, liegen die Ständerschaufeln 4 insukzessivem Versatz im Verhältniszu den gegenüberliegendenLäuferschaufeln.Dadurch bewegt sich die Mehrzahl der Läuferschaufeln zu unterschiedlichenZeitpunkten an den gegenüberliegendenStänderschaufeln 4 vorbei.Das Geräusch,das erzeugt wird, wenn sich die Schaufeln des Läufers an den Schaufeln desStändersvorbeibewegen, erhältdadurch eine sehr günstigeFrequenzstreuung. In diesem Fall ist auch der durchschnittlicheWinkelabstand von 19° zwischenaneinandergrenzenden Ständerschaufeln 4 vermieden worden.Dadurch ist sichergestellt, dass die angrenzenden Schaufeln deskonventionellen Läuferssich nicht zu ein und demselben Zeitpunkt an den gegenüberliegenden Ständerschaufeln 4 vorbeibewegen. DasAuftreten eines Geräuschsmit gleicher Frequenz von angrenzenden Ständerschaufeln 4 wird dadurchverhindert. Bei einer hydrodynamischen Bremse, die einen solchenStänder 1 umfasst,wird ein Geräuscherzeugt, das übermehrere Frequenzen gestreut ist. Durch einen solchen Ständer 1 wirdsomit ein zusammengesetztes Geräuscherhalten, das als weniger störendempfunden wird, als ein monofrequentes, stärker durchdringendes Geräusch.
[0023] Die Erfindung ist in keiner Weiseauf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform begrenzt, sondernkann im Rahmen der Patentansprüchefrei verändertwerden. Die Winkelabständezwischen benachbarten Schaufeln bei Läufer und Ständer können im Wesentlichen beliebigvariiert werden. Ein Läufermit einer ungleichmäßigen Verteilungder Schaufeln muss nicht notwendigerweise zusammen mit einem konventionellenStänderzum Einsatz kommen, sondern kann auch zusammen mit einem Ständer mitebenfalls ungleichmäßiger Verteilungder Schaufeln eingesetzt werden.
权利要求:
Claims (10)
[1] Läuferfür einehydrodynamische Bremse, wobei der Läufer (2) einen Körper miteiner ringförmigen Aussparung(5) aufweist, welche eine Mehrzahl von Schaufeln (6)aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (6)bezogen auf dem Umkreis in bestimmten Winkelabständen entlang der ringförmigen Aussparung(5) verteilt sind, wobei zumindest zwei verschiedene Winkelabstände zwischenbenachbarten Schaufeln (6) in der Aussparung (5)vorkommen.
[2] Läufernach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Winkelabstände zwischenbenachbarten Schaufeln (6) in der Aussparung (5)nach einem vorgegebenen Muster variieren.
[3] Läufernach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Mehrzahlvon n Schaufeln (6) umfasst und die Winkelabstände zwischenbenachbarten Schaufeln (6) in einem Bereich von 360°/n±6° liegen.
[4] Läufernach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelabstandzwischen benachbarten Läuferschaufeln(6) von 360°/nabweicht.
[5] Läufernach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass die Anzahl der Schaufeln (6) im Bereich 17 bis 21liegt.
[6] Ständerfür einehydrodynamische Bremse, wobei der Ständer (1) einen Körper miteiner ringförmigenAussparung (3) aufweist, welche eine Mehrzahl von Schaufeln(4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln(4) bezogen auf den Umkreis in bestimmten Winkelabständen entlangder ringförmigenAussparung (3) verteilt sind, wobei zumindest zwei verschiedeneWinkelabständezwischen benachbarten Schaufeln (4) in der Aussparung (3)vorkommen.
[7] Ständernach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Winkelabstände zwischenbenachbarten Schaufeln (4) in der Aussparung (3)nach einem vorgegebenen Muster variieren.
[8] Ständernach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Anzahlvon n Schaufeln (4) umfasst und die Winkelabstände zwischenbenachbarten Schaufeln (4) in einem Bereich von 360°/n±6° liegen.
[9] Läufernach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass der Winkelabstand zwischen benachbarten Schaufeln (4)von 360°/nabweicht.
[10] Läufernach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Anzahl der Schaufeln (4) im Bereich 17 bis 21liegt.
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引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2011-05-12| 8141| Disposal/no request for examination|
2011-05-12| R005| Application deemed withdrawn due to failure to request examination|Effective date: 20110212 |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
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